Разработчик - операционная система
Cтраница 3
Планировщик нижнего уровня выбирает соответствующую подпрограмму обработки прерываний. Это планирование является относительно простым, поскольку причина прерывания указывается аппаратно в слове состояния программы или в регистре прерываний, и относительный приоритет подпрограмм прерываний зафиксирован разработчиками операционной системы. [31]
Механизм прерываний является предметом ожесточенных споров между разработчиками аппаратуры и программного обеспечения. Проблема состоит в том, как следует распределять системные затраты. Разработчики операционных систем настаивают на минимизации общего времени обработки прерывания, а также времени, в течение которого другие прерывания запрещаются. В связи с этим они предлагают сложные структуры прерываний, позволяющие уменьшить число команд, выполняющих сохранение и восстановление регистров, а также определяющих причину прерывания. Разработчики аппаратуры из-за трудностей изготовления и высокой стоимости сложных схем предпочитают более простые структуры, требующие, конечно, более сложного процесса программной обработки прерываний. В результате этих споров было создано несколько оригинальных структур прерываний. [32]
Состояние такого рода называется бесконечным ожиданием. Подобная проблема потенциально может возникнуть в любой обстановке, предусматривающей параллельное исполнение процессов. Разработчиками операционных систем предложены различные пути ее решения. Однако этот вопрос не является специфическим для систем баз данных, поэтому мы его здесь обсуждать не будем. Простой способ избежать бесконечного ожидания заключается в том, что система предоставления блокировок должна регистрировать все не удовлетворенные немедленно запросы и предоставлять возможность блокировки элемента А после его разблокирования первой запросившей ее транзакции из числа ожидающих. Эта стратегия ( первым вошел - первым обслуживается) устраняет бесконечные ожидания 1, и в дальнейшем мы можем считать, что такой проблемы не существует. [33]
 |
Распределение памяти в системе СР / М. [34] |
Стоит взглянуть на операционную систему СР / М по нескольким причинам. Во-первых, исторически это была очень важная система, ставшая прямым предшественником системы MS-DOS. Во-вторых, разработчики сегодняшних операционных систем и систем будущего, полагающие, что компьютеру требуется 32 Мбайт памяти, только чтобы загрузить в нее операционную систему, могут поучиться простоте системы, которой вполне хватало 16 Кбайт ОЗУ. [35]
Идея потоков более свежая, поэтому по этой теме до сих пор ведется несколько исследований. Хаузер ( Hauser) [149] рассматривал, как реальные программы используют потоки, и выработал 10 различных парадигм использования потоков. Тем не менее не так уж много разработчиков операционных систем ломают головы день и ночь, ощущая катастрофический недостаток алгоритмов планирования. Похоже, что это поле исследований пока не ощущает инфляции спроса. [36]
Теперь мы детально рассмотрим устройство и работу операционных систем. Основным понятием, связанным с операционными системами, является процесс - абстрактное понятие, описывающее работу программы. Все остальное базируется на этом понятии, поэтому представляется крайне важным, чтобы разработчики операционных систем ( а также студенты) получили полное представление о концепции процесса как можно раньше. [37]
Проектировщик пытается оптимально разделить функции между отдельными частями системы. Однако является ли канал достаточно развитым устройством для того, чтобы выполнять специальные программы ввода-вывода и самостоятельно управлять соответствующими буферами. С развитием технологии связана одна важная особенность: центральный процессор постепенно разгружается и все большее число функций возлагается на ранее пассивные устройства. Разработчик операционной системы может рассматривать множество процессов обработки как распределенное на семействе блоков. Такая точка зрения существовала и прежде, сейчас же она приобретает первостепенное значение. [38]
Однако еще до окончания загрузки процессорных регистров вектор состояния прерванного процесса должен быть помещен в область сохранения. SPR всегда содержит ссылку на очередную группу свободных ячеек, которые можно задействовать как область сохранения. Аппаратно предусмотрено циклическое использование трех областей сохранения. Одна из задач, стоящих перед разработчиком операционной системы, - принять меры для того, чтобы сохраненный вектор состояния случайно не затирался. Эта проблема в той или иной форме возникает при любой структуре прерываний. [39]
Проблематика секретности базы данных, защиты ее от несанкционированного использования имеет много разлнчных аслекгов и подходов. Прежде всего необходима защита как от нежсдлтелыган модификации или разрушения данных, так и от несанкционированного их чтения. С ними может встретиться, например, и разработчик операционной системы. [40]
Часто в литературе термин операционная система применяют в более узком смысле, подразумевая лишь системы программ, обеспечивающих выполнение готовых программ, и выделяя средства автоматизации изготовления программ в самостоятельное понятие - систему программирования. В узком смысле операционная система - это те программы вычислительной системы, которые управляют ресурсами технических средств ( процессором, основной и внешней памятью, устройствами ввода-вывода информации), разрешая конфликтные ситуации и облегчая пользование вычислительной системой. Программы, ориентирование на какую-либо область применения, трансляторы, средства отладки, библиотечные программы в этом случае не включают в операционную систему. Различие в определениях операционных систем зависит от точки зрения на них: для пользователя вычислительной системы имеют значение возможности операционной системы; с точки зрения разработчика операционных систем и специалистов, обслуживающих вычислительную систему, более важно то, как организовано управление ресурсами и оборудованием. [41]
Ситуация, когда программист использует какой-либо виртуальный механизм и даже не знает, как он работает, не нова. В архитектуры команд, например, часто включается команда MUL ( команда умножения), даже если в аппаратном обеспечении нет специального устройства для умножения. Иллюзия, что машина может перемножать числа, поддерживается микропрограммой. Точно так же операционная система может создавать иллюзию, что все виртуальные адреса поддерживаются реальной памятью, даже если это неправда. Только разработчикам операционных систем и тем, кто изучает операционные системы, нужно знать, как создается такая иллюзия. [42]
Страницы: 1 2 3